Un equipo interdisciplinario de científicos del Reino Unido está utilizando inteligencia artificial (IA) para diseñar una forma de asfalto autocurador que tenga el potencial de ahorrar a los consejos locales millones de libras cada año en reparaciones de baches.
El material, hecho de desechos de biomasa y diseñado con el aprendizaje automático, está siendo desarrollado por científicos del King’s College London, la Universidad de Swansea y una institución de investigación en Chile, y se ha demostrado que fija las grietas que se forman por sí solas sin ningún mantenimiento o mantenimiento o mantenimiento intervención humana.
El equipo también está trabajando con Google Cloud para ejecutar simulaciones sobre cómo el comportamiento de este material cambia en condiciones diferentes, después de que uno de los investigadores principales sobre este trabajo se unió al Programa de Innovadores de Investigación de Cloud de Google en 2022.
Este programa está orientado a proporcionar a los equipos de investigación acceso a los recursos técnicos necesarios para acelerar el ritmo de los descubrimientos científicos. El trabajo ha permitido a los investigadores arrojar algo de luz sobre las razones por las cuales el betún, que es un ingrediente importante en asfalto, se endurece y grietas a través de la oxidación, y cómo este proceso puede revertirse para unir esencialmente el material nuevamente.
“Durante la investigación, se usó un tipo de IA conocido como aprendizaje automático para estudiar moléculas orgánicas en fluidos complejos como el betún”, dijo el grupo, en un comunicado. “El equipo desarrolló un nuevo modelo basado en datos para acelerar las simulaciones atomistas, avanzando la investigación sobre la oxidación de betún y la formación de grietas”.
Las propiedades de autocuración en el asfalto se hacen posible mediante la adición de material poroso conocido como esporas que son más pequeñas que un hilo de cabello y llenos de aceites reciclados, que se liberan cuando el asfalto comienza a fracturarse y puede revertir el proceso de agrietamiento. “En los experimentos de laboratorio, se demostró que este material de asfalto avanzado cura por completo una ‘microcrack’ en su superficie en menos de una hora”, dijo el grupo.
Según los datos compartidos en el Informe anual de encuesta de mantenimiento de la carretera de autoridad localcompilado por la Alianza de la Industria Asphalt, los Potholes, según los informes, los consejos del Reino Unido cuestan £ 143.5 mA de año para arreglar, con carreteras en Inglaterra y Gales que requieren un estimado de £ 16.3 mil millones de inversión para solucionar en total.
Francisco Martin-Martinez, un experto en química computacional en King’s College Londres, dijo que este trabajo está orientado a ayudar al asfalto a “imitar las propiedades curativas observadas en la naturaleza”, por lo que los animales y los árboles heridos a sanar con el tiempo como parte de los procesos biológicos naturales.
“Crear asfalto que pueda curarse a sí mismo aumentará la durabilidad de las carreteras y reducirá la necesidad de que las personas llenen baches”, dijo. “También estamos utilizando materiales sostenibles en nuestro nuevo asfalto, incluidos los desechos de biomasa. Esto reducirá nuestra dependencia del petróleo y los recursos naturales.
“Los desechos de biomasa están disponibles localmente y en todas partes, y es barato. La producción de materiales de infraestructura a partir de recursos locales como desechos reduce la dependencia de la disponibilidad de petróleo, lo que ayuda a aquellas áreas del mundo que tienen acceso limitado al asfalto a base de petróleo “.
José Norambuena-Contreras, un experto en asfalto de autocuración en la Universidad de Swansea, dijo que la investigación está reuniendo expertos en una amplia gama de campos, incluida la ingeniería civil, la química y la informática, para encontrar una solución al problema de los baches.
“Al combinar este conocimiento con las herramientas AI de vanguardia de Google Cloud, nuestro objetivo fue mejorar nuestra comprensión de las capacidades de curación de Betún a través de un enfoque de diseño molecular ascendente”, dijo.
“Estamos orgullosos de avanzar en el desarrollo del asfalto de autocuración utilizando desechos de biomasa e inteligencia artificial. Este enfoque posiciona nuestra investigación a la vanguardia de la innovación de infraestructura sostenible, contribuyendo al desarrollo de carreteras netas cero con una mayor durabilidad “.
Iain Burgess, líder del sector público del Reino Unido e Irlanda en Google Cloud, agregó: “Es inspirador ver cómo los equipos en Swansea y King’s College London están desbloqueando el poder de las herramientas basadas en la nube y la IA, incluidas Gemini y Vertex Ai, para conducir más procesos eficientes y descubrir propiedades químicas “.